高校信息化集成數(shù)據(jù)環(huán)境建設(shè)方案探析

白榮妙

摘 要：本文淺析了集成數(shù)據(jù)環(huán)境的建設(shè)方案，探討了數(shù)據(jù)環(huán)境分類理論，指出第三類和第四類數(shù)據(jù)環(huán)境是高檔次的數(shù)據(jù)環(huán)境，提出了信息化校園數(shù)據(jù)層邏輯框架，指明第三類數(shù)據(jù)環(huán)境對應(yīng)于數(shù)據(jù)共享層，第四類數(shù)據(jù)環(huán)境對應(yīng)于數(shù)據(jù)倉庫層。比較分析了基于企業(yè)服務(wù)總線ESB和中間件技術(shù)數(shù)據(jù)集成方案的適用情景，探討了信息分類標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和編制規(guī)則。

關(guān)鍵詞：共享數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)環(huán)境；數(shù)據(jù)集成方案；信息分類標(biāo)準(zhǔn)體系

1 共享數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

1.1 總體目標(biāo)

共享數(shù)據(jù)庫是全域數(shù)據(jù)模型在物理數(shù)據(jù)庫中的反映，它通過數(shù)據(jù)集成工具收集、處理、存儲全校各類共享信息數(shù)據(jù)，并為全校各類應(yīng)用系統(tǒng)提供信息共享訪問服務(wù)，它的總體目標(biāo)是要做到以下幾點(diǎn)：

1.保證數(shù)據(jù)合理有效安全地存儲；

2.落實(shí)“誰生產(chǎn)、誰維護(hù)”原則，保證所有數(shù)據(jù)都只有單一的維護(hù)來源；

3.反映學(xué)校管理主要的業(yè)務(wù)主題信息；

4.保證數(shù)據(jù)的規(guī)范性、一致性、完整性；

5.存儲的數(shù)據(jù)能夠反映學(xué)校當(dāng)前的運(yùn)行狀況。

1.2 數(shù)據(jù)環(huán)境分類

美國管理與信息技術(shù)專家詹姆斯·馬?。↗ames Martin）在《信息工程》和《總體數(shù)據(jù)規(guī)劃方法論》中將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)環(huán)境分為四種類型，并認(rèn)為清楚地了解它們之間的區(qū)別是很重要的，因?yàn)樗鼈儗Σ煌墓芾韺哟危òǜ邔庸芾恚┑淖饔檬遣煌腫1]。

1.第一類數(shù)據(jù)環(huán)境：數(shù)據(jù)文件（Data Files）。這是一種數(shù)據(jù)組織技術(shù)簡單、相對容易實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)環(huán)境，系統(tǒng)分析員和程序員根據(jù)應(yīng)用的需要，用程序語言分散地設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)文件；

2.第二類數(shù)據(jù)環(huán)境：應(yīng)用數(shù)據(jù)庫（Application Databases）。它使用了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，系統(tǒng)分析員和程序員沒有在數(shù)據(jù)分析和組織上下功夫，而是為分散的應(yīng)用設(shè)計(jì)各自的數(shù)據(jù)庫，不能支持?jǐn)?shù)據(jù)的共享；

3.第三類數(shù)據(jù)環(huán)境：主題數(shù)據(jù)庫（Subject Databases）。它經(jīng)過科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)與使用它的處理過程是獨(dú)立的，各種面向業(yè)務(wù)主題的數(shù)據(jù)，通過一些共享數(shù)據(jù)庫被聯(lián)系和體現(xiàn)出來，其建模需要花費(fèi)很多時(shí)間，但其后的維護(hù)成本很低；

第四類數(shù)據(jù)環(huán)境：信息檢索系統(tǒng)（Information Retrieval System）。這種數(shù)據(jù)環(huán)境的目的是保證信息檢索和快速查詢的需要，以支持高層管理和輔助決策，而不是大量的事務(wù)管理，又稱為數(shù)據(jù)倉庫，它是主題數(shù)據(jù)庫的集成，是深加工的信息。

以數(shù)據(jù)文件或應(yīng)用數(shù)據(jù)庫為主體的數(shù)據(jù)環(huán)境，是低檔次的數(shù)據(jù)環(huán)境，一個(gè)現(xiàn)代化管理水平較高的企事業(yè)單位，應(yīng)該具有第三類和第四類數(shù)據(jù)環(huán)境，這是高檔次的數(shù)據(jù)環(huán)境，能保證高效率、高質(zhì)量地利用數(shù)據(jù)資源。

1.3 信息化校園數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu)

信息化校園數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu)可以看作是狹義集成數(shù)據(jù)環(huán)境所包含的內(nèi)容，根據(jù)數(shù)據(jù)環(huán)境分類理論和整體校園數(shù)據(jù)規(guī)劃方案，信息化校園的文件型數(shù)據(jù)源和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫屬于第一類和第二類數(shù)據(jù)環(huán)境，而共享數(shù)據(jù)中心、歸檔庫和數(shù)據(jù)倉庫屬于第三類和第四類數(shù)據(jù)環(huán)境。根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用的類型劃分，信息化校園數(shù)據(jù)層整體結(jié)構(gòu)從邏輯上可以分為三層：應(yīng)用數(shù)據(jù)層、共享數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)倉庫層，如圖1所示。

1.應(yīng)用數(shù)據(jù)層包含第一類數(shù)據(jù)環(huán)境（文件型數(shù)據(jù)源）和第二類數(shù)據(jù)環(huán)境（應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫），無論是單獨(dú)的數(shù)據(jù)文件還是應(yīng)用系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫，它們都屬于局部數(shù)據(jù)存儲，它們?yōu)楣蚕頂?shù)據(jù)層提供數(shù)據(jù)來源，同時(shí)又從共享數(shù)據(jù)層中獲取自己所需的數(shù)據(jù)。

2.共享數(shù)據(jù)層也稱為主題數(shù)據(jù)層，它是整體結(jié)構(gòu)的核心層，它為應(yīng)用數(shù)據(jù)層提供數(shù)據(jù)抽取、訂閱的服務(wù)，又為數(shù)據(jù)倉庫層提供數(shù)據(jù)的來源，起到承上啟下的作用，共享庫、標(biāo)準(zhǔn)庫和歸檔庫都屬于該層，歸檔庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與共享庫一致，只是其中存儲的是已過時(shí)、不會發(fā)生變化的數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)倉庫層顧名思義其主要內(nèi)容是數(shù)據(jù)倉庫，前文已提到，數(shù)據(jù)倉庫是為決策支持系統(tǒng)DSS服務(wù)的，DSS一般由數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、OLAP和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)三部分組成，數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)源是共享庫和歸檔庫，數(shù)據(jù)倉庫也是通過ETL工具從來源庫中抽取出用于查詢、統(tǒng)計(jì)和分析的各種數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)集成方案探析

當(dāng)前主流的數(shù)據(jù)集成方案有兩種，分別是基于SOA架構(gòu)的數(shù)據(jù)集成方案和基于中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)集成方案，SOA是一種面向服務(wù)的架構(gòu)，它在信息化校園資源整合方面將發(fā)揮重要的作用，ESB則是實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)最核心的部件，也是信息化校園框架中基礎(chǔ)服務(wù)平臺重要的組成部分，中間件位于數(shù)據(jù)源和目標(biāo)存儲之間，它通過提供配套的工具實(shí)現(xiàn)從源端到目標(biāo)端數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換、加載等工作。

2.1 SOA架構(gòu)與企業(yè)服務(wù)總線ESB

SOA是一種設(shè)計(jì)理念，為應(yīng)對復(fù)雜企業(yè)應(yīng)用面臨的柔性化、按需重構(gòu)、異構(gòu)系統(tǒng)集成和跨企業(yè)邊界集成等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)提供了一種比較理想的解決方案[2]。SOA是一種應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)，在這種體系結(jié)構(gòu)中，所有功能都定義為獨(dú)立的服務(wù)，這些服務(wù)帶有定義良好的可調(diào)用接口，接口獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言，可以以定義好的順序調(diào)用這些服務(wù)來形成業(yè)務(wù)流程，如圖2所示[3]。ESB是SOA的基礎(chǔ)設(shè)施，它是傳統(tǒng)中間件技術(shù)與XML、Web服務(wù)等技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它是服務(wù)間的連接框架，其功能包括消息轉(zhuǎn)換、消息機(jī)制、基于內(nèi)容的路由和服務(wù)容器四個(gè)部分，它是一種松耦合架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)和通信相分離，使應(yīng)用系統(tǒng)具有更好的開放性和可擴(kuò)展性。

2.2 中間件技術(shù)

中間件泛指能夠屏蔽操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議差異，為異構(gòu)系統(tǒng)之間提供通訊服務(wù)的軟件。數(shù)據(jù)異構(gòu)屏蔽可以由數(shù)據(jù)提供者處理，也可以由數(shù)據(jù)中間人在數(shù)據(jù)集成中間件中處理。根據(jù)數(shù)據(jù)異構(gòu)屏蔽處理的位置不同，可將數(shù)據(jù)集成分為兩種模式：分散式和集中式[4]。分散式中間件通過標(biāo)準(zhǔn)的訪問接口提供數(shù)據(jù)的訪問，它返回標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)體描述信息，屏蔽數(shù)據(jù)在存儲上的異構(gòu)性，集中式模式需要數(shù)據(jù)提供者提供數(shù)據(jù)源的類型（如關(guān)系數(shù)據(jù)庫類型）、連接信息（如IP、用戶名、密碼）和數(shù)據(jù)字典等信息，然后中間件通過這些信息訪問數(shù)據(jù)源。

2.3 ESB與中間件方案比較

ESB松耦合的特性非常適合高校信息資源整合的需要，特別是業(yè)務(wù)流程的改造和整合，也有很多高校在進(jìn)行數(shù)據(jù)資源整合時(shí)采用此方案，如上海交大、華南師大等，ESB除了能夠?yàn)閿?shù)據(jù)整合提供方案外，借助ESB基礎(chǔ)設(shè)施平臺，還可以實(shí)現(xiàn)全校的流程整合、應(yīng)用整合等，ESB采用標(biāo)準(zhǔn)XML規(guī)范的消息格式，支持Web Service、JMS、JCA等標(biāo)準(zhǔn)，支持同步/異步消息機(jī)制，支持服務(wù)間的消息通信等諸多優(yōu)點(diǎn)，但采用ESB架構(gòu)有兩個(gè)前提，首先需要得到各個(gè)應(yīng)用廠商的支持，即廠商愿意配合學(xué)校的信息化工作，并有能力實(shí)現(xiàn)所需的接口服務(wù)，其次整體數(shù)據(jù)規(guī)劃已涵蓋各個(gè)信息系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的需求，即要求各個(gè)信息系統(tǒng)提供的接口服務(wù)必須明確，分散式中間件技術(shù)對廠商也有類似的要求。

3 信息分類標(biāo)準(zhǔn)體系建立

3.1 學(xué)校信息標(biāo)準(zhǔn)化的重要性

高校信息化建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如何規(guī)范建設(shè)管理是一個(gè)重要的課題。建設(shè)環(huán)境體系是信息化校園的重要組成部分，它為集成數(shù)據(jù)環(huán)境的建設(shè)提供支撐和保障，建設(shè)環(huán)境體系包括管理規(guī)范和信息標(biāo)準(zhǔn)體系和信息安全與運(yùn)維保障體系，具體展開可以包括信息化管理規(guī)范、信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)范等方面內(nèi)容，信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是建設(shè)環(huán)境體系的基礎(chǔ)部分，也是學(xué)校信息化建設(shè)優(yōu)先重點(diǎn)建設(shè)的內(nèi)容。

學(xué)校的數(shù)據(jù)表示需要按照一定的編碼標(biāo)準(zhǔn)，以方便學(xué)校內(nèi)部數(shù)據(jù)的流通和統(tǒng)計(jì)上報(bào)工作的開展，可以參考的標(biāo)準(zhǔn)有國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、各省市標(biāo)準(zhǔn)等，學(xué)校應(yīng)該根據(jù)自身實(shí)際情況引用參考標(biāo)準(zhǔn)制定供全校使用的信息標(biāo)準(zhǔn)，還需要建立學(xué)校內(nèi)部定義的標(biāo)準(zhǔn)，如單位編碼、專業(yè)編碼等，老系統(tǒng)可以通過改造或?qū)φ毡淼姆绞綄?shí)現(xiàn)與全校信息標(biāo)準(zhǔn)的一致，新系統(tǒng)在構(gòu)建初期就引入全校信息標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)與整體信息化校園的無縫對接。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)代碼集編制規(guī)則

1.涉及國家和教育部已頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以按照相應(yīng)的規(guī)范要求直接引用，對于找不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的代碼，學(xué)校可以根據(jù)自己的實(shí)際情況制定標(biāo)準(zhǔn)；

2.對于正在使用的各類代碼應(yīng)逐一修訂，并且需得到相關(guān)管理部門的認(rèn)可；

3.編寫制定基礎(chǔ)性代碼或編碼規(guī)則，如單位編碼、專業(yè)編碼、學(xué)號等；

4.保證學(xué)校各部門與教育行政管理各部門之間暢通的信息交流。

參考文獻(xiàn)

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